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Autor: Günther Glatzel / 17. November 2010, 19:25 Uhr

Hayabusa mit Asteroidenstaub

Die japanische Asteroidensonde Hayabusa, deren Landekapsel im Sommer in Australien niederging, hat einige Partikel vom Asteroiden Itokawa mitgebracht.

Quelle: JAXA
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Dies ergaben ausführliche Analysen der beteiligten Wissenschaftler in den vergangenen Wochen. Damit kann man die Mission der kleinen Raumsonde trotz aller Widrigkeiten als hundertprozentigen Erfolg ansehen.

Die JAXA stützt ihre Veröffentlichung auf die folgenden Kriterien. Die mineralogische Zusammensetzung, die Häufigkeit bestimmter chemischer Elemente stimmt mit der einer Klasse primitiver Meteoriten überein, nicht aber mit der Zusammensetzung irdischen Oberflächengesteins. Die gefundenen Mineralien entsprechen außerdem den zuvor per Fernerkundung gewonnen Daten. Schließlich fand sich kein einziger Partikel, der vulkanischen Ursprungs sein könnte. Diese drei Fakten zusammen genommen schließen eine Kontamination durch irdisches Material praktisch aus.

Insgesamt wurden etwa 1.500 Körnchen im Probenbehälter A gefunden, ihre Größe liegt meist unter 10 Mikrometern. Bisher wurde dessen Innenseite gründlich mit einem Spezialspachtel ausgeschaubt und die gewonnen Partikel mittels eines optischen und eines Rasterelektronenmikroskop abgebildet. Dabei konnten auch Informationen über die chemische Zusammensetzung gewonnen werden.

JAXA

Bild eines optischen und eines Rasterelektronenmikroskops von einer Hayabusa-Probe
(Bild: JAXA)

Demnach gehören die meisten Sandkörnchen der Gruppe der Olivine an. Ihr Eisen- und Magnesiumgehalt liegt aber deutlich über dem irdischen Gesteins. Des Weiteren wurden Pyroxene, Plagioklase (Kalknatronfeldspate) und Sulfide identifiziert.

Der Start der 510 kg leichten Raumsonde Hayabusa erfolgte am 9. Mai 2003 vom japanischen Raumfahrtzentrum Kagoshima aus. Danach brachten Ionentriebwerke, die über mehrere zehntausend Stunden in Betrieb waren, die Sonde auf die geplante Flugbahn. Der Asteroid (25.143) Itokawa ist ein 1996 entdeckter Himmelskörper, der sich auf einem elliptischen Orbit um die Sonne bewegt. Dabei kreuzt seine Flugbahn die der Erde.

JAXA

Hayabusa auf Itokawa - künstlerische Impression
(Bild: JAXA)
Am 12. September 2005 erreichte Hayabusa den Asteroiden und bezog mehrere Wochen lang Position über Itokawa, während dieser 535 x 294 x 209 Meter abmessende, unförmige Himmelskörper sich in 12:09 h einmal um seine Achse drehte. Nach schrittweiser Annäherung unternahm man am 4. November 2005 ein erstes Landemanöver, welches aber vom autonomen Steuerungssystem abgebrochen wurde. Offenbar hatte das optische System den Schatten der Sonde als Hindernis fehlinterpretiert. Nach entsprechender Fehleranalyse wagte man am 12. November 2005 einen zweiten, erfolgreichen Landeversuch. Ein weiteres kurzes Aufsetzen erfolgte am 26. November 2005. Die zum Aufwirbeln von Staub eigentlich vorgesehenen zwei Projektile aus Tantal wurden mit 80-prozentiger Wahrscheinlichkeit nicht abgeschossen. So war man sich nicht sicher, ob überhaupt Material in die Probenbehälter gelangt war. Zudem stand deren Luke danach länger als ein Jahr offen. Während des Abstiegs kam es außerdem zu einem Problem im System B der Steuertriebwerke, so dass man auf System A umstieg. Später wurde festgestellt, dass System B offenbar ein Leck hatte. Dadurch verlor man wenig später den gesamten chemischen Treibstoff und wegen der damit verbundenen Lageänderung auch den Funkkontakt.

In falscher Ausrichtung zur Sonne konnten die Solarzellen nicht ausreichend Energie bereitstellen. Die Batterie wurde Ende November und im Dezember 2005 mehrfach tiefentladen und verlor einen Großteil ihrer Speicherfähigkeit. Außerdem gingen die bei der zweiten Landung aufgezeichneten Daten verloren. Trotz all dieser Widrigkeiten gelang im Januar 2006 aus einem Sicherheitsmodus heraus die langsame Wiederherstellung von Energieversorgung, Kommunikation und Lageregelung. Dazu musste man neben dem einzigen noch funktionierenden Drallrad nun auch einen Teil des Xenons, eigentlich Treibstoff für die Ionentriebwerke, einsetzen. Die beiden anderen Drallräder, die zusammen eigentlich die Dreiachsenstabilisierung der Sonde sichern sollten, waren bereits im Juli und Oktober 2005 ausgefallen.

Da man durch die technischen Probleme der Sonde den eigentlichen Abflugzeitpunkt, Mitte Dezember 2005, verpasst hatte, flog Hayabusa rund zwei Jahre an der Seite Itokawas weiter. Im Dezember 2007 wurde der Rückflug eingeleitet. Mit den verbliebenen Restkapazitäten der Ionentriebwerke gelang bis zum 27. März 2010 die Änderung der Bahn soweit, dass Hayabusa die Erde erreichen würde. Letzte Korrekturmanöver am 5. und 27. Mai sowie am 5. und 9. Juni sorgten dafür, dass die vorgesehene Landezone eingehalten wurde. Die Rückkehr der Kapsel, die am 13. Juni, 12:51 Uhr MESZ von Hayabusa abgetrennt wurde, gelang wie geplant. Bereits kurz nach dem Bodenkontakt konnte die Kapsel geortet werden und am Folgetag geborgen werden.

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